一種高精度BiCMOS電流模帶隙基準源

2020-11-28 電子產品世界

在模擬及數／模混合集成電路設計中，電壓基準是非常重要的電路模塊之一，而通過巧妙設計的帶隙電壓基準更是以其與電源電壓、工藝、溫度變化幾乎無關的特點，廣泛應用在LDO及DC-DC集成穩壓器、射頻電路、高精度A／D和D／A轉換器等多種集成電路中。隨著大規模集成電路的日益複雜和精密，亦對帶隙基準電壓的溫度穩定性提出了更高的要求。傳統的帶系基準電壓源只能產生固定的近似1．2 V的電壓，不能滿足在低壓場合的應用。電流模帶隙電路採用正溫度係數的電流支路(PTAT)和負溫度係數的電流支路(CTAT)並聯產生與溫度無關的基準電流。然後讓此電流在電阻上產生基準電壓。電流模帶隙結構可以得到任意大小的基準電壓。本文提出一種新的電流模帶隙結構並採用一階溫度補償技術設計了一種具有良好的溫度特性和高電源抑制比，並且能快速啟動的新型BiCMOS帶隙基準電路。該電路結構簡單且實現了低輸出電壓的要求。

1 帶隙電壓基準源的設計
1．1 傳統電流模基準源結構原理
傳統的電流模式帶隙基準電路，在運算放大器的2個輸入端加入阻值相等的2個分流電阻，輸出基準由2個電流的和電流流過電阻獲得。電路結構如圖1所示。圖1中，Q1發射區面積是Q2的N倍。由於放大器處於深度負反饋，A、B兩點的電壓相等。流過R1的電流為I1為PTAT電流，流過R2的電流I2為CTAT電流，則有：

通過合理選取R1，R2和N的值，可得具有零溫度係數的輸出電壓Vref。通過改變R3可以得到不同的基準電壓。

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